[发明专利]永磁电磁混合系统的测距装置

说明书

本发明提供一种永磁电磁混合系统的测距装置，所述永磁电磁混合系统包括电磁铁和永磁体；所述测距装置包括：至少两个线性霍尔元件，间隔设置在电磁铁的吸附面上，其中一个线性霍尔元件位于吸附面正中位置，与永磁体位置相对，至少两个线性霍尔元件用于获取永磁体所激发的永磁磁场和电磁铁中励磁电流所激发的电磁磁场叠加后的混合磁场的磁场强度电信号；信号补偿模块，与每一线性霍尔元件电连接，用于对混合磁场的磁场强度电信号进行补偿以抵消来自电磁磁场的影响，并输出仅与永磁磁场相关的补偿后的磁场强度电信号，以表征电磁铁与永磁体之间的距离。本发明能有效降低测量过程中永磁体摇摆、侧偏对距离信号的影响、提高距离检测的准确度。

技术领域

本发明涉及距离检测技术领域，具体地涉及一种永磁电磁混合系统的测距装置。

背景技术

在永磁电磁混合悬浮系统中，为了实现混合悬浮系统的稳定悬浮，需要实时获取永磁体与电磁铁之间的距离，以实现混合悬浮系统的动态平衡控制。现有技术中，通常采用激光测距、红外线传感器测距、超声波测距、光遮挡法测距和线性霍尔元件测距等技术。其中，激光测距虽精度高，但是单价昂贵、成本高；红外线传感器测距相比激光测距成本较低，但受环境光源的影响较大；超声波测距精度低且超声发生器体积较大，并不适用；光遮挡法测距结构复杂、且精度低，无法满足使用需求；线性霍尔元件单价较低、灵敏度高，所以现有混合悬浮系统常采用线性霍尔元件作为距离检测元件。但线性霍尔元件易受电磁铁产生的电磁磁场影响，使得测量结果产生偏差，故该问题亟待解决、以提高测量精度。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种永磁电磁混合系统的测距装置，该设备用以解决上述的现有的线性霍尔元件测量距离时容易受到电磁铁产生的电磁磁场影响、使测量结果产生偏差的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种永磁电磁混合系统的测距装置，所述永磁电磁混合系统包括电磁铁和永磁体，所述电磁铁的底面为水平的吸附面，所述永磁体位于所述电磁铁正下方且与所述电磁铁不接触；所述永磁电磁混合系统的测距装置包括：

至少两个线性霍尔元件，间隔设置在所述电磁铁的吸附面上，其中一个线性霍尔元件位于所述吸附面正中位置并与所述永磁体位置相对，至少两个线性霍尔元件用于获取所述永磁体所激发的永磁磁场和所述电磁铁中励磁电流所激发的电磁磁场叠加后的混合磁场的磁场强度电信号；

信号补偿模块，与每一线性霍尔元件电连接，用于对所述混合磁场的磁场强度电信号进行补偿以抵消来自电磁磁场的影响，并输出仅与永磁磁场相关的补偿后的磁场强度电信号，用以表征所述电磁铁与所述永磁体之间的距离；

电源模块，与所述电磁铁、所述线性霍尔元件和所述信号补偿模块连接，用于向所述电磁铁、所述线性霍尔元件和所述信号补偿模块供电。

可选的，所述电磁铁为E型电磁铁或电磁吸盘。

可选的，所述永磁体为钕铁硼永磁体、钐钴永磁体或铝镍钴永磁体，所述永磁体的形状为圆柱体、长方体或环形体。

可选的，所述线性霍尔元件的数量为三个，呈一字型等距间隔排列在所述吸附面上，且中间位置的线性霍尔元件位于所述吸附面正中位置并与所述永磁体位置相对。

可选的，所述线性霍尔元件的数量为五个，且其中一个线性霍尔元件位于所述吸附面正中位置、并与所述永磁体位置相对，其余四个线性霍尔元件呈等距的旋转对称设置在所述吸附面的外围。

可选的，所述信号补偿模块为数字控制器，所述数字控制器采用以下公式计算补偿后的磁场强度电信号：